多径信道下的LoRa调制信号解调方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109842430A(43)申请公布日2019.06.04(21)申请号201910286472.0(22)申请日2019.04.10(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人刘祖军郭玉蓉(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人王品华(51)Int.Cl.H04B1/69(2011.01)H04B1/7097(2011.01)H04L29/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称多径信道下的LoRa调制信号解调方法(57)摘要本发明公开了一种多径信道下的LoRa调制信号解调方法，主要解决现有技术对LoRa调制信号直接解调性能差的问题。其实现方案为：对下采样之后的前导信号和载荷信号进行直接解调，得到直接解调之后的前导信号A和载荷信号D；寻找A中的最大值，并保留最大值左右各M个点，得到截取后长度为(2M+1)的前导信号C，将C中小于其最大值的点数据重置为0，得到新的前导信号B；将新前导信号B和直接解调后的载荷信号D作匹配滤波，得到新的载荷信号E；在E中寻找每一个符号最大值所对应的位置P，依次对其进行十进制到二进制的转换和格雷逆映射，得到调制信息比特。本发明提高了系统的解调性能，可用于多径信道的情况下在接收端对LoRa调制信号的处理。CN109842430ACN109842430A权利要求书1/2页1.一种多径信道下的LoRa调制信号解调方法，其特征在于，包括如下：(1)将经过下采样之后的前导信号和原down-chirp信号进行对应的点乘，再依次进行FFT和求绝对值，得到直接解调之后长度为2SF的前导信号A，其中SF为扩频因子；(2)对直接解调之后的前导信号进行截取和数据重置，得到新的前导信号B：(2a)寻找直接解调之后的前导信号A最大值，保留最大值左右M个点，截取到长为(2M+1)个点的前导信号C，M的大小根据信道的情况取值，其取值范围为1到2SF-1-1；(2b)将截取之后前导信号C每一个点的值与最大值的进行比较：当某一点的值大于等于最大值的时，则该点的值保持不变，当某一点的值小于最大值的时，则将该点的值重置为0，得到新的前导信号B，其中P的大小根据信道的情况取值，(3)将经过下采样之后的载荷信号中的每一个符号与原down-chirp信号进行对应点乘，再依次进行FFT和对每一个符号取绝对值，得到直接解调之后的载荷信号D；(4)将直接解调之后的载荷信号D中的每一个符号和新的前导信号B进行匹配滤波运算，得到新的载荷信号E；(5)在新的载荷信号E中寻找每一个符号最大值所对应的位置P，依次对其进行十进制到二进制的转换和格雷逆映射，得到调制信息比特。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2a)中对长度为2SF的前导信号A进行截取，保存最大值左右M个点，得到长度为(2M+1)个点的信号C，从直接解调后的前导信号A中找出最大值，并确定该最大值对应的位置的下标MAX，将MAX与M进行大小的比较：当MAX≤M时，将前导信号A下标为2SF-(MAX-M)到下标为2SF这一段信号作为截取信号的前半段，将前导信号A下标为1到下标MAX+M这一段信号作为截取信号的后半段，前后两段构成前导信号C；当MAX≥2SF-M时，将前导信号A下标为MAX-M到下标为2SF这一段信号作为截取信号的前半段，将前导信号A下标为1到下标MAX+M-2SF这一段信号作为截取信号的后半段，前后两段构成前导信号C；当MAX不满足上述两种情况时，前导信号A下标为MAX-M到MAX+M这段信号构成前导信号C。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(4)中将新的前导信号B和载荷信号D中的每一个符号进行匹配滤波，是在保持载荷信号D中每一个符号固定的的情况下，将新的前导信号B进行逐点滑动点乘，当新的前导信号B与载荷信号D中每一符号的最后一个点重合时，将载荷信号D中每一个符号从起始点开始逐次搬移放置在最后一个点后面，直到新的前导信号B和载荷信号D的起始点再次重合时，终止操作。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中对匹配之后新的载荷信号E进行最大值检测，并对最后产生的二进制进行格雷码逆映射，实现步骤如下：(5a)找到新的载荷信号E中每一个符号最大值所对应位置的下标max，计算max+M-MAX的值，将该计算结果与2SF作取余运算，以消除起始位置MAX-M的影响，得到新载荷信号E中每一个符号最大值的实际位置P；2CN109842430A权利要求书2/2页(5b)把(5a)得到的P除以2，取其余数作为二进制格雷码最低位的系数d0，然后继续将商除以2，所得余数作为二进制格雷码次低位的系数d1，一直重复下去直